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  Home > Markt > Antriebssysteme > Brennstoffzellen-Fahrzeuge


Brennstoffzellen-Fahrzeuge

Zu den Elektrofahrzeugen zählen auch die Brennstoffzellen-Fahrzeuge. Eine Brennstoffzelle produziert an Bord aus Wasserstoff Strom, mit dem ein Elektromotor angetrieben wird. Bei der Herstellung von Wasserstoff können unterschiedliche Emissionen anfallen. Im Betrieb gelten Brennstoffzellen-Fahrzeuge als Zero Emission Vehicle, wenn sie den Wasserstoff in Tanks mitführen. Obwohl sie noch weit von der Marktreife entfernt sind, gelten sie als Hoffnungsträger für die automobile Zukunft.

Brennstoffzelle
Bei der Brennstoffzelle handelt es sich um einen Stromlieferant, der chemische Energie direkt in elektrische Energie umgewandelt. Bei dieser so genannten «kalten» Verbrennung durch Oxidation lässt man Wasserstoff gezielt mit Luft-Sauerstoff reagieren, das heisst der Vorgang der Elektrolyse wird umgekehrt. Dabei kann man einen höheren Wirkungsgrad erzielen als wenn mit einem Verbrennungsmotor und einem Generator Elektrizität erzeugt wird. Die Effizienz und der lärmarme, schadstofffreie Betrieb mit Wasserstoff sind die wichtigsten Vorteile der Brennstoffzelle. Zudem ist die Zelleneinheit klein und lässt sich für grössere Leistungen beliebig zusammenschalten.

Technische Herausforderung
Das Hauptproblem für die Anwendung der Brennstoffzellen-Technik in Fahrzeugen bildet der Sekundär-Energieträger Wasserstoff, der zuerst aus einem Primär- Energieträger wie etwa Wasser oder Erdgas gewonnen werden muss. Dessen Herstellung, Transport und Lagerung verursachen einen grossen Energieverbrauch. An Bord kann Wasserstoff in gasförmiger (bei einer Temperatur von ca. -240° C) oder flüssig (unter 500 bar Druck) gespeichert werden. Möglich ist auch das Mitführen von Erdgas oder Benzin, welche an Bord zu Wasserstoff reformiert werden. Dies führt jedoch nicht nur zu Mehrgewicht, Komplexität und schliesslich zusätzlichen Kosten, sondern auch zu CO2- und anderen Emissionen. Nur wenn ein Brennstoffzellen-Fahrzeug direkt mit Wasserstoff betrieben wird, kann es als Zero Emission Vehicle betrachtet werden.

Erste Erfahrungen im Alltagseinsatz
In den letzten Jahren haben verschiedene Automobilkonzerne Anstrengungen unternommen, um die Brennstoffzelle als Stromlieferant zum Antrieb von Automobilen zur Serienreife zu bringen. Dabei hat man auch Möglichkeiten geprüft, Wasserstoff über einen Reformer an Bord direkt aus Benzin oder Methanol zu gewinnen. Bisher sind aber nur wenige Prototypen verfügbar. Der deutsche Konzern Mercedes-Benz hat im Mai 1997 den ersten linientauglichen Brennstoffzellenbus (NEBUS) vorgestellt, der heute in Mannheim im Linienbetrieb zum Einsatz kommt.

Umweltnutzen
Brennstoffzellen-Fahrzeuge werden erst in einigen Jahren Serienreife erlangen. Das Sparpotenzial lässt sich deshalb erst grob schätzen. Bei direkter Verwendung von Wasserstoff werden diese Fahrzeuge im Lokalbereich gegenüber konventionellen Autos grosse Vorteile hinsichtlich der Lärm- und Luftschadstoff- Emissionen aufweisen.

Herstellung von Wasserstoff
Im Bezug auf die Umweltauswirkungen dieser Technologie als problematisch erscheinen die aufwändige Herstellung und Lagerung sowie der Transport von Wasserstoff. Nur wenn es gelingt, Wasserstoff erfolgreich aus Erd- oder Biogas herzustellen, könnte die Brennstoffzellen-Technik dereinst ihren Beitrag zu einem die Umwelt weniger belastenden Individualverkehr leisten.

Stationäre Anwendungen
Gemäss den bisherigen Erfahrungen ist damit zu rechnen, dass sich verschiedene Arten von Brennstoffzellen vor allem im stationären Betrieb – etwa für die Wärme-Kraft-Kopplung – durchsetzen werden.

 
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